PVC常用的添加劑類型和功能

1、PVC常用的添加劑類型和功能添加劑類型用途和功能熱穩(wěn)定劑阻止 PVC分解，一般可使樹脂熱穩(wěn)定性提高10 倍有機(jī)錫穩(wěn)定劑用于管材、管件、窗等硬制品鈣/ 鋅穩(wěn)定劑既用于增塑劑，又用于接觸食品的硬制品的穩(wěn)定劑甲基錫和辛基錫復(fù)合穩(wěn)定劑用于接觸食品的容器含鉛穩(wěn)定劑具有良好的不導(dǎo)電性，用于增塑的電線電纜配料鋇/ 鋅穩(wěn)定劑相對于鋇 / 鎘穩(wěn)定劑，更易為環(huán)境接受，故用于成型制品、型材和電線涂層的增塑劑有機(jī)亞磷酸酯和受阻酚用作助穩(wěn)定劑抗沖改性劑各種丙烯酸系樹脂（如 ABS）、氯化聚乙烯、乙烯醋酸乙烯酯等加工助劑最常用的是聚甲基丙烯酸酯等丙烯酸系樹脂潤滑劑有內(nèi)潤滑劑、外潤滑劑，一般是有極性基團(tuán)和非極性基團(tuán)的表面活

2、性劑增塑劑PVC的結(jié)晶區(qū)起交聯(lián)點作用，無定形區(qū)可接受大量的增塑劑，形成類橡膠狀的材料。少量增塑劑可為特殊應(yīng)用提供特殊性能鄰苯二甲酸酯類最常用的增塑劑，因環(huán)境問題，有些品種（如DOP），有些國家在有些領(lǐng)域已禁止使用脂肪酸酯類歐洲出于對 DOP毒性的擔(dān)心正在用已二酸二異壬酯等替代DOP檸檬酸酯用于與食品接觸的制品苯甲酸酯用于抗沾污制品氯化烴賦予阻燃性和良好的電性能脂肪醇酸酯改善阻燃性、降低揮發(fā)性、使制品具有良好的低溫柔性偏苯三酐降低揮發(fā)性，提供良好的低溫性能環(huán)氧增塑劑降低揮發(fā)性聚合物類增塑劑降低揮發(fā)性填料用以提高剛性、降低成本和控制光澤碳酸鈣是最常用的填料灼燒的粘土可改善電性能玻璃纖維提高拉伸強度

3、和剛性，但有損延伸性滑石提高拉伸強度和剛性，但有損延伸性云母提高拉伸強度和剛性，但有損延伸性顏料特殊填料，賦予顏色炭黑、二氧化鈦等常用填料，賦予顏色起吸收紫外光的作用，炭黑和二氧化鈦可起到光穩(wěn)劑作用。苯并三唑光穩(wěn)劑的各種衍生物常用作光穩(wěn)劑。一些熱穩(wěn)定劑和受阻胺光穩(wěn)定劑具有特殊功效生物殺滅劑用于雨布、游泳池襯里、屋頂密封等制品的添加，經(jīng)常是與PVC和其他助劑相容的穩(wěn)定、耐候的含砷化合物阻燃劑PVC中的氯本身起阻燃作用。含增塑劑30%以上的軟制品可能需要阻燃劑。一般為氧化銻、磷酸酯型增塑劑和鹵化烴類PVC塑料的合成PVC塑料是由乙炔氣體和氯化氫合成氯乙烯，再聚合而成。在20 世紀(jì)50 年代前期是以

4、乙炔電石法生產(chǎn)，50 年代后期則轉(zhuǎn)向了原料充足、成本低廉的乙烯氧化法；目前世界上80%以上的 PVC樹脂都是由此方法生產(chǎn)的。但到 2003 年后，因石油價格暴漲，乙炔電石法成本反而比乙烯氧化法還要低10%左右，所以PVC的合成工藝又轉(zhuǎn)向了乙炔電石法。PVC塑料是由液態(tài)的氯乙烯單體（VCM）經(jīng)懸浮、乳液、本體或溶液法工藝聚合而成，其中懸浮聚合工藝生產(chǎn)工藝成熟、操作簡單、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品品種多、應(yīng)用范圍廣，一直是生產(chǎn)PVC樹脂的主要方法，在世界PVC生產(chǎn)裝置中大約占90%的比例（在世界PVC總產(chǎn)量中均聚物也占大約90%的比例）。其次是乳液法，用于生產(chǎn)PVC糊樹脂。其聚合反應(yīng)由自由基引發(fā)，反應(yīng)溫度一

5、般為40 70OC，反應(yīng)溫度和引發(fā)劑的濃度對聚合反應(yīng)速率和PVC樹脂的分子量分布影響很大。懸浮聚合懸浮聚合通過不斷進(jìn)行攪拌使單體液滴在水中保持懸浮狀態(tài)，聚合反應(yīng)在單體小液滴中進(jìn)行。通常懸浮聚合反應(yīng)為間歇聚合。近年來各公司對PVC樹脂間歇懸浮聚合工藝的配方、聚合釜、產(chǎn)品品種和質(zhì)量不斷研究和改進(jìn)，開發(fā)出各具特點的工藝技術(shù)，目前應(yīng)用較多的是 Geon 公司（原 B.F Goodrichg公司）技術(shù)、日本信越公司技術(shù)、歐洲EVC公司技術(shù) ,這三大公司的技術(shù)在1990 年以來世界新增的PVC樹脂生產(chǎn)能力中各占大約21%的比例。乳液聚合乳液聚合與懸浮聚合基本類似，只是要采用更為大量的乳化劑，并且不是溶于水

6、中而是溶于單體中。這種聚合體系可以有效防止聚合物粒子的凝聚，從而得到粒徑很小的聚合物樹脂，一般乳液法生產(chǎn)的PVC樹脂的粒徑為 0.1 0.2mm，懸浮法為20200mm。引發(fā)劑體系與懸浮聚合也有所不同，通常是含有過硫酸鹽的氧化還原體系。干燥方法也設(shè)計成可以保持較小的粒徑的方式 , 常常采用一些噴霧干燥劑。由于不可能將乳化劑完全除去，因此用乳液法生產(chǎn)的樹脂不能用于生產(chǎn)需要高透明性的制品如包裝薄膜或要求吸水性很低的制品如電線絕緣層。一般來說乳液聚合PVC樹脂的價格高于懸浮聚合的樹脂，然而需要以液體形式配料的用戶使用這種樹脂，如糊樹脂。在美國大部分乳液聚合的樹脂產(chǎn)品都是糊樹脂（又叫分散型樹脂），少量

7、用于乳膠。在歐洲，各種乳液工藝也用于生產(chǎn)通用樹脂，尤其是壓延和擠出用樹脂。本體聚合本體法生產(chǎn)工藝在無水、無分散劑、只加入引發(fā)劑的條件下進(jìn)行聚合，不需要后處理設(shè)備，投資小、節(jié)能、成本低。用本體法 PVC樹脂生產(chǎn)的制品透明度高、電絕緣性好、易加工，用來加工懸浮法樹脂的設(shè)備均可用于加工本體法樹脂。 PVC本體工藝在 80 年代得到較大發(fā)展。但是，盡管從理論上說懸浮和本體聚合反應(yīng)工藝生產(chǎn)的樹脂可以用于相同的領(lǐng)域，實際上加工廠一般只使用其中之一，因為懸浮和本體樹脂不能混合，即使少量混合也會因靜電效應(yīng)導(dǎo)致聚合物粉末的流動性降低，而懸浮聚合樹脂更易得到的，因此大多數(shù)加工廠放棄了本體樹脂，近年來本體工藝出現(xiàn)了

8、止步不前或衰退的狀態(tài)。溶液聚合在溶液聚合中，單體溶解在一種有機(jī)溶劑（如 n丁烷或環(huán)己烷）中引發(fā)聚合，隨著反應(yīng)的進(jìn)行聚合物沉淀下來。溶液聚合反應(yīng)專門用于生產(chǎn)特種氯乙烯與醋酸乙烯共聚物（通常醋酸乙烯含量在 10 25%）。這種溶液聚合反應(yīng)生產(chǎn)的共聚物純凈、均勻，具有獨特的溶解性和成膜性。PVC改性共聚反應(yīng)改性在氯乙烯主鏈中導(dǎo)入其單體共聚合，得到的是包括兩種單體鏈節(jié)的新型聚合物，這種聚合物稱為共聚物。目前氯乙烯與其它單體的共聚物主要品種和性能如下：氯乙烯醋酸乙烯酯共聚物：醋酸乙烯酯單體的引入可起到一般增塑劑的作用，也即所謂“內(nèi)增塑”，可以避免一般增塑劑的揮發(fā)、遷移、抽出等缺點，還可以降低熔融粘度、降

9、低加工溫度、改進(jìn)加工性能。一般共聚物中的醋酸乙烯酯含量為3 14%。氯乙烯醋酸乙烯酯共聚物的主要缺點是拉伸強度、熱變形溫度、耐磨性、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性有所降低。氯乙烯偏氯乙烯共聚物：這種共聚物的塑化性、軟化溫度、溶解性等及分子內(nèi)增塑作用與氯乙烯醋酸乙烯酯共聚物基本相同。其最大的特點是水和氣體透過率小，在酮類溶劑中溶解度高，并能耐芳烴的稀釋作用，因而可有效地用于涂層。此外，還用來制造收縮薄膜。由于耐熱、光穩(wěn)定性比氯乙烯醋酸乙烯酯共聚物差，單體成本較高，所以在應(yīng)用上沒有氯乙烯醋酸乙烯酯廣泛。氯乙烯丙烯酸酯共聚物：這種共聚物的內(nèi)增塑作用與氯乙烯醋酸乙烯酯相當(dāng)，熱穩(wěn)定性較好，可用于制造硬質(zhì)和軟質(zhì)制品

10、，改進(jìn)加工性、耐沖擊性和耐寒性等。還可以用于涂層、粘結(jié)等。氯乙烯馬來酸酯共聚物：這種共聚物中馬來酸酯含量為15%左右，內(nèi)增塑作用與氯乙烯丙烯酸酯相似。具有較好的加工性能。物理機(jī)械性能降低較小，耐熱性比一般共聚物高。氯乙烯烯烴共聚物：將乙烯、丙烯等烯烴單體共聚合，可制得流動性、熱穩(wěn)定性、抗沖性、透明性、耐熱性等優(yōu)異的共聚樹脂。共混溶改性在聚氯乙烯相內(nèi)混煉導(dǎo)入異種高分子相高聚物共混熔是一種簡便而有效的改性方法，并在實際生產(chǎn)中已積累經(jīng)驗。一般是將兩種或兩種以上不同的高聚物共混熔時，可以制備兼有這些高聚物性質(zhì)的混合物。為了改進(jìn)硬質(zhì)聚氯乙烯的流動性、沖擊性能等，目前常用的共混高聚物有：丙烯腈丁二烯苯乙烯

11、（ABS），其主要是提高沖擊強度。甲基丙烯酸甲酯 丁二烯苯乙烯（MBS），除耐氣候性外，其余各項性能都近乎于理想，特別是抗沖擊強度，只要加入少量就可大大提高。氯化聚乙烯 （ CPE）可以提高抗沖擊強度，若加入20%用量，沖擊強度就可非常高。乙烯醋酸乙烯酯（ EVA）可提高沖擊強度。為了改進(jìn)軟質(zhì)聚氯乙烯在使用過程中增塑劑的揮發(fā)、遷移、抽出等常用的共混高聚物有：丁腈橡膠（NBR）、氯化聚乙烯（CPE）、氯乙烯丙烯酸酯、馬來酸雙辛酯等的共聚物、乙烯醋酸乙烯酯（EVA）。聚氯乙烯基本技術(shù)參數(shù)項目單位硬質(zhì)聚氯乙烯軟質(zhì)聚氯乙烯比重1.35 1.451.16 1.35抗張強度g/cm335 5610 25伸

12、長率2 40100450MPa收縮率1 1.52 2.3%導(dǎo)熱系數(shù)3 73 4%比熱0.2 0.280.3 0.54187×10 - 5W/(m·K)熱膨脹系數(shù)5 18.57 254.2 ×103J/(kg ·K)耐熱溫度65 8065 8010- 5/ 體積電阻>101610111015（連續(xù)）擊穿電壓25 3520 30· cm吸水率0.07 0.40.15 0.75kV/mm抗弱酸良好良好%抗強酸輕微影響輕微影響抗弱堿良好良好聚氯乙烯（PVC）樹脂的一般性能性能數(shù)值和解釋相對分子質(zhì)量一般為 5 萬至 13 萬，相對分子質(zhì)量和支化度主

13、要受到樹脂生產(chǎn)溫度控制相對分子質(zhì)量測量因 PVC在空氣中加熱會降解，不能用熔體指數(shù)測量。多通過稀聚合物溶液與純?nèi)軇┑南鄬φ扯龋?RV）測量， RV值一般為 5075表征機(jī)械性和加工性，低K 值樹脂易加工，不易變色，但機(jī)械強度較差，反之K 值亦然。注塑、吹塑和壓延樹脂的K 值為 5562；擠出片材為 6266；大部分壓力管為 66 68粒徑通用型樹脂 50150 m，糊樹脂 0.5 2m較高的堆積密度有利于產(chǎn)量的提高，是對粒子球形形狀、粒徑和粒徑分布的表堆積密度征。懸浮法生產(chǎn)的硬制品用樹脂有較高的堆密度取決于表面積和吸收能力，后者與樹脂的多孔性和表面特點相關(guān)。高吸收性樹增塑劑吸收脂干混時候短又稱“魚眼”，是加工時不能完全熔化的樹脂大顆粒。